[发明专利]一种用于燃料电池的镍钴锂喷涂粉末、涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种用于燃料电池的镍钴锂喷涂粉末的制备方法，其特征在于，采用包括以下步骤的喷雾团聚造粒法制备而成：

步骤A、以一次粉末粒径为1～1000nm、中值粒径为50nm～10μm的镍钴锂细粉为原料，将其配置成浓度为30～80wt％的镍钴锂浆料；其中，所述镍钴锂细粉的材质为镍钴锂元素的氧化物或以镍钴锂元素为主的多金属氧化物；

步骤B、将所述镍钴锂浆料通过离心喷雾造粒工艺制备成镍钴锂喷涂粉末；其中，离心喷雾造粒工艺的进口温度为200～350℃、出口温度为120～180℃、雾化盘转速为10～50Hz；

所述镍钴锂喷涂粉末的材质为镍钴锂元素的氧化物或以镍钴锂元素为主的多金属氧化物；所述镍钴锂喷涂粉末的粒度为5～125μm，中值粒径为10～50μm，且粉末内部具有纳米或微纳米一次颗粒结构。

2.一种用于燃料电池的镍钴锂喷涂粉末，其特征在于，采用上述权利要求1所述的用于燃料电池的镍钴锂喷涂粉末的制备方法制备而成。

3.一种用于燃料电池的镍钴锂涂层，其特征在于，该镍钴锂涂层以上述权利要求2所述的镍钴锂喷涂粉末为原料制成，且该镍钴锂涂层的厚度为1～1000μm，涂层具有微纳米晶粒结构。

4.一种用于燃料电池的镍钴锂涂层的制备方法，其特征在于，以上述权利要求2所述的镍钴锂喷涂粉末为原料，采用热喷涂方法在基材表面制备出如上述权利要求3所述的镍钴锂涂层。

5.根据权利要求4所述的用于燃料电池的镍钴锂涂层的制备方法，其特征在于，所述热喷涂方法采用大气等离子喷涂法、低压等离子喷涂法、火焰喷涂法、超音速火焰喷涂法中的一种。

6.根据权利要求5所述的用于燃料电池的镍钴锂涂层的制备方法，其特征在于，

当所述热喷涂方法采用大气等离子喷涂法时，将基材装入喷涂工装中，然后把该喷涂工装夹载在工作台上，将所述镍钴锂喷涂粉末装入送粉器，调节喷枪喷涂距离为50～200mm；设定氢气气流量为1～50slpm、氩气气流量为1～50slpm、喷涂电功率为20～60kW；引弧，待焰流稳定后，移动喷枪对基材表面进行预热，预热温度为100～500℃；达到预热温度后开始送粉，送粉速率为5～50g/min；喷涂时间为5s～5min，从而在基材上制备出如上述权利要求3所述的镍钴锂涂层；

当所述热喷涂方法采用低压等离子喷涂法时，将基材装入喷涂工装中，并通过转移仓将该喷涂工装送入真空仓内，真空仓压强调节为0.1～10mbar；将所述镍钴锂喷涂粉末装入送粉器，调节等离子喷枪喷涂距离为300～1000mm；等离子喷枪使用氩气、氦气、氮气、氢气中的至少一种作为燃气，使用燃气的总流量为20～200slpm；设定喷涂电功率为20～60kW，先对基材进行预热，预热温度为100～500℃；达到预热温度后开始送粉，送粉速率为5～50g/min；喷涂时间为5s～5min，从而在基材上制备出如上述权利要求3所述的镍钴锂涂层；

当所述热喷涂方法采用火焰喷涂法时，将基材装入喷涂工装中，然后把该喷涂工装夹载在旋转工作台上，将所述镍钴锂喷涂粉末装入送粉器，调节喷枪喷涂距离为20～200mm；喷枪使用乙炔、丙烷或其他可燃气体作为燃料气，使用空气或氧气作为助燃剂，使用燃料气的总流量为1～50slpm，助燃剂气流量为1～50slpm；引弧，待焰流稳定后，移动喷枪对基材表面进行预热，预热温度为50～500℃；达到预热温度后开始送粉，送粉速率为5～50g/min；待焰流重新稳定后移动喷枪对基材表面进行喷涂，喷涂时间为5s～5min，从而在基材上制备出如上述权利要求3所述的镍钴锂涂层；

当所述热喷涂方法采用超音速火焰喷涂法时，将基材装入喷涂工装中，然后把该喷涂工装夹载在旋转工作台上，将所述镍钴锂喷涂粉末装入送粉器，调节喷枪喷涂距离为50～500mm；喷枪使用煤油作为燃料，使用氧气作为助燃剂，使用氮气为载气，设定煤油流量为0.1～1slpm，助燃剂流量为1～50slpm，氮气流量为1～20slpm；引弧，待焰流稳定后，移动喷枪对基材表面进行预热，预热温度为100～500℃；达到预热温度后开始送粉，送粉速率为5～50g/min；待焰流重新稳定后移动喷枪对基材表面进行喷涂，喷涂时间为5s～5min，从而在基材上制备出如上述权利要求3所述的镍钴锂涂层。

7.一种燃料电池，其特征在于，采用了上述权利要求3所述的镍钴锂涂层制成。